Современные методы сейсмоизоляции зданий и сооружений

Проблема сейсмозащиты зданий и сооружений от разрушений является актуальной. Ученые и специалисты бьются над решением задач по обеспечению целостности конструкций и сведения повреждений к минимуму. В современных конструкциях невозможно повысить сейсмостойкость, только благодаря увеличению величины сечений прочности или веса.

Требуется разработка новых более эффективных методов сейсмозащиты. Подобные решения подразумевают изменение массы и жесткости, демпфирование системы в зависимости от ее перемещений и скоростей.

На сегодняшний день известно более 100 запатентованных конструкций сейсмоизоляции зданий и сооружений. Существуют предложения, включающие дополнительные источники энергии и элементы, регулирующие работу данных источников. Реализация подобной системы исключает ее активное применение для строительных объектов.

Однако есть и специальные методы пассивной сейсмозащиты сооружений, не использующие дополнительных энергоисточников: сейсмогашение и сейсмоизоляция. В первом случае используются демпферы и динамические гасители. Благодаря ним механическая энергия колеблющейся конструкции переходит в другие виды энергии. В результате этого колебания демпируются. Механическая энергия перераспределяется от защищаемого сооружения к гасителю.

Сейсмоизоляция подразумевает отстройку частот колебаний здания от преобладающих частот воздействия. Именно это и обеспечивает снижение механической энергии, получаемой конструкцией от основания.

Идея сейсмоизоляции имеет глубокие корни. Считается, что она была реализована еще в средние века. Известно, что при возведении среднеазиатских минаретов в их основания закладывались специальные«камышовые пояса» или подушки из сыпучего материала. Активное развитие теории сейсмоизоляции наблюдается только в последние 20–25 лет. 

На сегодняшний день различают адаптивные и стационарные системы. Первая группа подразумевает необратимые изменения динамических характеристик сооружения в процессе землетрясения. То есть строительный объект как бы «приспосабливается»к сейсмическому воздействию. В стационарных системах сейсмоизоляции эти же динамические характеристики сохраняются в процессе землетрясения.

Любые мероприятия по сейсмозащите сооружений сводятся к повышению несущей способности элементов и конструкций. Перемещения перекрытий в таких зданиях существенно ниже, чем в неизолированных.

Меры по сейсмозащите позволяют значительно снизить экономические потери. При правильном проектировании системы сейсмогашения и сейсмоизоляции способны повысить надежность сооружения, сохранность оборудования, комфорт для жителей, а также самое главное — отсутствие необходимости восстановительных работ после сильных землетрясений.